是的,我知道:它们的噪音水平较低。我的意思是这是如何实现的?而且我想也必须进行权衡(否则所有晶体管都会被制成低噪声?)
低噪声晶体管与其他晶体管有何不同?
电器工程
晶体管
噪音
2022-01-26 11:22:45
3个回答
这些器件可解决突发、雪崩、闪烁和热噪声问题。
突发噪声是半导体制造过程中离子沉积不一致的结果。通过提高选择/拒绝标准的严格性、销售不同等级的芯片(例如:快、慢)来减少它;通过更改布局以更好地考虑工艺变化;并通过改变晶圆厂工艺本身来提高沉积均匀性。
我认为雪崩噪声是放大的散粒噪声。在反向偏压下,一些电子以足够的能量与 PN 结耗尽区的晶格碰撞,形成电子-空穴对。根据反向偏置电压和结特性,雪崩击穿可能会传播,表现为电流尖峰。制造商通过设计和工艺改变来减少它,以增加耗尽区的长度(减少的场)并增加释放附近电子-空穴对所需的能量。
闪烁噪声,也称为1/f和粉红噪声,来自运行过程中“……材料特性的缓慢波动” [1]。由于它是其他低频噪声源的总和,因此在识别这些源时对其进行处理。
热噪声与温度成正比,因此降低局部温度的任何变化都会改善这个数字。例如,为了更好的散热而改变芯片封装;或布局更改以分散本地当前热点。
现在我已经阅读了更多关于这方面的内容,影响噪声的晶体管的特性:
BJT
- 低基极扩散电阻 r bb(和发射极体电阻 R ee ?)降低了(高斯,白)热噪声。
- 高跨导降低了基极电流,从而降低了由基极电流调制引起的(高斯、白)散粒噪声和(粉红色)闪烁噪声。
JFET
- 大跨导降低了由通道电阻引起的热噪声
- 此外,您可以通过并联多个 JFET 来降低热噪声,但是当并联输入电容超过源电容时,它会通过衰减再次开始退化。因此,较低的输入电容在这里有所帮助。
- 栅极漏电流会导致散粒噪声。这通常非常小,但如果 JFET 很热,就会变得很明显。
- 由制造缺陷引起的爆裂或爆米花噪声,但在现代设备中应该是最小的
噪声的其他原因是电路的特性,而不是设备的特性。
来源
- Self, 小信号音频设计, Ch. 1
- Horowitz & Hill, The Art of Electronics, 7.1 3 晶体管放大器电压和电流噪声
- 胡德,线性电子学的艺术,Ch。16 噪音和嗡嗡声
不鼓励将这些用于其他目的:
避免使用宣传用于音频应用的“低噪声”JFET。这些器件以更大的输入电容和漏电流为代价实现了它们的低噪声性能。
噪声是由于外部条件造成的变化。有许多不同类型的噪音。有些可以减少,有些不能。例如,热噪声无法去除,但静电噪声可以通过使用不同类型的包装材料来去除/减少。这是一种非常常用的技术。此外,通过改变材料和掺杂,我们可以降低噪音。是的,这肯定会影响性能,例如在放大器中使用时会降低放大系数等,但如果您可以在搜索系数上妥协,那么这是一个值得妥协的折衷方案。
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